Deseja montar uma caixa acústica? Deseja mudar os alto-falantes da caixa que já possuí, ou do seu carro, para obter melhor qualidade de Som? Se 0 leitor realmente não quer piorar seu som, ou obter algo que não estava em seus planos, deve antes ler este artigo que lhe ajudará escolher o alto-falante certo para a aplicação certa.
Obs. Este artigo é de 1984. Hoje contamos com outras tecnologias para a fabricação dos alto-falantes, mas as especificações básicas ainda são as mesmas.
Qual é o melhor alto-falante? Temos quase que certeza que ao fazer esta pergunta à maioria dos leitores eles irão responder que o melhor alto-falante é o maior e os mais potentes.
Nada mais errado! O conceito de qualidade de um alto-falante não depende somente destas duas características, que na verdade nem sequer são as mais importantes.
Escolhendo um alto-falante maior e mais potente para seu sistema de som, o leitor que deseja fazer seu próprio projeto estará arriscando a ter desagradáveis surpresas.
Um alto-falante pequeno e mesmo de menor potência, dependendo das demais características, pode resultar num som muito melhor!
Como é que acontece tudo isso?
Para que o leitor entenda de que modo deve ser feita a escolha do melhor alto-falante, deve antes de tudo conhecer melhor este importante componente dos sistemas de som.
CARACTERÍSTICAS DE UM ALTO-FALANTE
O que é um alto-falante? Podemos definido como um transdutor eletroacústico, ou seja, um dispositivo que converte energia elétrica (do amplificador) em energia acústica (som).
A maneira como um alto-falante faz esta conversão depende de suas características, que são:
a) dimensões e formato;
b) impedância;
c) potência;
d) faixa de reprodução;
e) frequência de ressonância;
f) fluxo magnético;
g) categoria de funcionamento.
Analisemos cada uma destas características separadamente:
a) Dimensões e formato
Os alto-falantes mais comuns podem ter seus cones redondos ou então ovais, conforme mostra a figura 1.
A escolha de um tipo ou de outro depende simplesmente da disponibilidade de espaço na caixa acústica e do seu formato.
O tamanho do alto-falante não depende somente da disponibilidade de espaço no local em que desejamos fazer sua instalação.
O tamanho do alto-falante está condicionado à faixa de frequências que ele deve reproduzir, de modo que não devemos fixar no nosso projeto esta dimensão antes de verificar se os tipos que existem à nossa disposição realmente reproduzem a faixa desejada.
Explicamos melhor: não é conveniente querermos logo de início fazer uma caixa muito pequena ou com um formato que dificulte a colocação dos alto-falantes disponíveis na praça. Será conveniente, ao fazer o projeto, antes determinar quais são os alto-falantes disponíveis e depois pensar ha sua instalação.
b) Impedância
Os amplificadores possuem uma impedância mínima de saída, que determina as condições em que eles podem entregar a sua máxima potência a um sistema de alto-falantes.
Se um amplificador tiver uma impedância de saída de 8 ohms, isso significa que ele terá sua potência máxima entregue se o sistema de alto-falantes usado tiver esta impedância também. (figura 2)
Se o sistema de alto-falantes tiver uma impedância menor do que a do amplificador pode ocorrer uma sobrecarga deste último, o que causará até mesmo a queima de seus componentes.
Se os alto-falantes em seu conjunto tiverem uma impedância maior, entretanto, o sistema funcionará relativamente bem, mas não terá sua potência máxima.
Em outros artigos nossos já analisamos a maneira de se fazer a ligação de sistemas de alto-falantes, de modo a se obter uma impedância desejada, conforme o amplificador usado.
Veja então que cada alto-falante possui uma impedância que pode ser 3,2, 4 ou 8 ohms para os valores comuns.
Num sistema estereofônico, para haver correta distribuição dos canais, os dois alto-falantes usados devem ter a mesma impedância.
Na figura 3 mostramos uma curva que mostra que a impedância de um alto-falante corresponde à frequência em que se obtém o valor mais baixo.
c) Potência
Muitos pensam que quanto maior for a potência do alto-falante usado num sistema de som, melhor será a sua qualidade. Na verdade, o que determina a intensidade do som de um sistema não é o alto-falante, mas sim o amplificador.
O alto-falante deve apenas ser capaz de reproduzir a potência que o amplificador lhe entregar.
Se tivermos um alto-falante capaz de reproduzir 100 Watts de potência, que corresponde ao volume do som, mas ao ligarmos num amplificador que só fornece 20 W, o som obtido terá apenas 20 W no máximo, e os outros 80 W que “sobram”, e que terão sido pagos no custo do alto-falante, estarão sendo desperdiçados.
É claro que no projeto de um sistema de som não devemos usar um alto-falante dimensionado exatamente para a mesma potência máxima de cada canal de um amplificador, pois estaremos “arriscando” um pouco trabalhando nos limites.
O que devemos é dar uma margem de segurança, utilizando alto-falantes que suportem uma potência um pouco maior do que a fornecida pelo amplificador.
Conciliar preço com eficiência é importante neste caso.
Para um amplificador de 50 W por canal, por exemplo, poderemos usar em cada caixa um alto-falante de 60 ou 70 W sem problemas. O que não podemos é usar um alto--falante de menos potência.
Neste ponto, é importante observar que muitos fabricantes procuram utilizar na especificação da potência de seus alto-falantes indicações que "aumentam” os números de modo a dar impressão de serem eles muito mais potentes do que na realidade são.
Assim, encontramos os denominados valores RMS, IHF, de pico e musical e às vezes até mesmo pico-a-pico. (figura 4)
Obs. No site temos artigos que explicam estas especificações.
Conforme a unidade usada os valores ficam multiplicados, dando a impressão de que temos na mão um componente muito potente, mas que pode nem sequer suportar a potência de nosso amplificador.
Assim, a potência real, ou RMS, é a que deve ser usada como potência que continuamente um alto-falante deve reproduzir quando recebida de um amplificador e usada como referência, ou seja, valor 1.
Se usarmos a potência musical IHF, esta potência ficará multiplicada por 1,5.
Assim, se um alto-falante for especificado para suportar uma potência de 15 W IHF, na verdade ele só pode reproduzir 10 W RMS, o que significa que sua potência "real" fica dividida por 1,5.
Do mesmo modo, um alto-falante que seja especificado para uma potência de 20 W de pico, na verdade só suporta 10 W reais, sendo usado um fator 2 neste caso.
Se o fator pico-a-pico for usado a coisa complica: um leitor que compre um “potente" amplificador estereofônico de 80 W pico-a-pico terá a desagradável surpresa de verificar que sua potência reaI por canal não vai além de 10 Wattsl
Um fator 4 por canal é usado neste caso. (figura 5)
Como escolher a potência do seu alto-falante? Muito simples: que ela seja de um valor reaI um pouco maior do que a potência reaI de cada canal do amplificador em que você vai ligá-lo.
d) Faixa de reprodução
Este é um problema muito importante para a qualidade do sistema de som.
Cada alto-falante só pode reproduzir uma certa faixa de todos os sons audíveis.
Existem aqueles em que esta faixa é mais ampla e que portanto podem funcionar sozinhos, reproduzindo razoavelmente toda a faixa e existem aqueles que podem reproduzir somente uma faixa mais estreita e que, portanto, exigem o concurso de outros para completar o sistema.
Na figura 6 mostramos os diversos tipos de alto-falantes que existem à disposição do projetista e suas faixas de reprodução.
Veja então que, se no seu projeto for usado somente um alto-falante, ele deve ser do tipo capaz de reproduzir toda a faixa (um fuIl-range), e se forem usados dois alto-falantes, um deve reproduzir a faixa média e grave (extended range) e o outro os agudos (tweeter).
Finalmente, se forem usados três alto-falantes, eles devem ser um woofer, um mid-range e um tweeter. A ligação destes alto-falantes já foi explorada em diversos artigos anteriores e é mostrada de maneira simplificada na figura 7.
Obs. No site temos artigos que tratam do cálculo e montagem desses divisores.
e) Frequência de ressonância
Todos os alto-falantes apresentam uma tendência em reproduzir melhor os sons de uma determinada frequência, que depende da maneira como são construídos.
Nesta frequência o som reforça-se de maneira anormal, produzindo uma espécie de “vibração” que pode prejudicar a qualidade do sistema
Na figura 8 mostramos o que acontece com a impedância de um alto-falante na sua frequência de ressonância.
A frequência de ressonância de um alto--falante deve ser a mais baixa possível e a construção de um sistema acústico deve fazer com que seus efeitos sejam eliminados.
f) Fluxo magnético
A capacidade de um alto-falante em reproduzir melhor uma determinada faixa de frequências, principalmente em regime de potências elevadas, está condicionada à “potência" do imã.
O termo certo para a força magnética manifestada pelo imã e que deve interagir com o campo produzido pela bobina, é fluxo ou indução magnética.
Para os imãs comuns a força é da ordem de 1 Tesla. Outra unidade também utilizada é o Gauss (G), onde 1T =1 000OG.
g) Categoria de funcionamento
Temos finalmente de levar em conta que os alto-falantes disponíveis são construídos de tal modo a poderem funcionar em recintos fechados ou então em recintos abertos.
O material e a suspensão do cone e as características de montagem diferenciam os dois tipos de alto-falante.
No alto-falante do primeiro tipo a montagem é tal que na sua parte posterior não existe movimentação livre de ar, conforme mostra a figura 9.
Estes alto-falantes são instalados em caixas totalmente fechadas.
No alto-falante do segundo tipo, que também é denominado para montagem em caixas Bass-Reflex, existem furos para movimentação livre do ar no interior da caixa, conforme mostra a figura 10.
Veja então que um alto-falante que é usado numa caixa sem a abertura não pode ser usado numa caixa com abertura e vice--versa. Esta abertura é denominada "pórtico" e tem sua posição, dimensionamento e formato determinados pelas características da caixa e do alto-falante usado.
CONCLUSÃO
Uma caixa acústica não é simplesmente um “recipiente" para um sistema de alto-falantes e nem um alto-falante é simplesmente uma peça capaz de reproduzir sons.
Muito mais que isso, o alto falante deve reproduzir fielmente os sons e só o fará se a caixa for apropriada.
A escolha de um alto-falante para um bom sistema de som exige muitos cuidados que começam desde o conhecimento das características do aparelho de som com que deve operar; passam pela qualidade e quantidade de unidades a serem usadas e terminam no correto dimensionamento da caixa em que deve ser usado.
Se o leitor não pretende fazer tudo sozinho, arriscando-se a enfrentar dificuldades, o melhor é aceitar as sugestões dos fabricantes.
No caso dos fabricantes de alto-falantes, estes normalmente possuem folhetos com sugestões de projetos completos de caixas que se adaptam às unidades que fabricam e que portanto podem garantir a reprodução de toda a faixa audível, sem surpresas.
Como cada tipo de alto-falante, mesmo que em princípio apresente as mesmas características elétricas, pode ter comportamentos acústicos ligeiramente diferentes, não é aconselhável usar o projeto sugerido por um fabricante para colocar alto-falantes de outros.
E, finalmente, se o leitor realmente não quer ter trabalho pode perfeitamente comprar as caixas prontas, mas cuidado: examine bem suas características e a qualidade dos alto-falantes usados, não se deixando enganar por exageros dos vendedores!
